A barometras yra plačiai naudojama oro priemonė, matuojanti atmosferos slėgį (dar vadinamą oro slėgiu arba barometriniu slėgiu) - oro svorį atmosfera. Tai yra vienas iš pagrindinių jutiklių, įtrauktų į meteorologines stotis.
Nors egzistuoja įvairių tipų barometrai, meteorologijoje naudojami du pagrindiniai tipai: gyvsidabrio barometras ir aneroidinis barometras.
Kaip veikia klasikinis gyvsidabrio barometras
Klasikinis gyvsidabrio barometras suprojektuotas kaip maždaug 3 pėdų aukščio stiklinis vamzdelis, kurio vienas galas atidarytas, o kitas galas uždarytas. Vamzdelis užpildytas gyvsidabriu. Šis stiklinis vamzdelis yra apverstas į indą, vadinamą rezervuaru, kuriame taip pat yra gyvsidabrio. Gyvsidabrio lygis stikliniame vamzdyje krinta, sukurdamas vakuumą viršuje. (Pirmąjį tokio tipo barometrą sukūrė italų fizikas ir matematikas Evangelista Torricelli 1643 m.)
barometras dirba gyvsidabrio svorio stikliniame vamzdyje balansavimas su atmosferos slėgiu, panašiai kaip svarstyklių rinkinys. Atmosferos slėgis iš esmės yra oro masė atmosferoje virš rezervuaro, taigi gyvsidabrio lygis toliau keičiasi, kol gyvsidabrio svoris stikliniame vamzdyje yra tiksliai lygus oro svoriui virš rezervuaras. Kai abu nustoja judėti ir yra subalansuoti, slėgis užregistruojamas vertikalioje kolonoje "nuskaičius" gyvsidabrio aukščio vertę.
Jei gyvsidabrio svoris yra mažesnis už atmosferos slėgį, gyvsidabrio lygis stikliniame vamzdyje pakyla (aukštas slėgis). Aukšto slėgio vietose oras į žemės paviršių slenka greičiau, nei gali ištekėti į aplinkinius rajonus. Kadangi oro molekulių skaičius virš paviršiaus didėja, yra daugiau molekulių, kurios tame paviršiuje gali panaudoti jėgą. Padidėjus oro svoriui virš rezervuaro, gyvsidabrio lygis pakyla į aukštesnį lygį.
Jei gyvsidabrio svoris yra didesnis už atmosferos slėgį, gyvsidabrio lygis nukrenta (žemas slėgis) .In žemo slėgio zonos, oras nuo žemės paviršiaus kyla greičiau nei jį gali pakeisti oras, patenkantis iš aplinkinių teritorijų. Kadangi oro molekulių skaičius virš ploto mažėja, yra mažiau molekulių, turinčių jėgos ant to paviršiaus. Sumažinus oro svorį virš rezervuaro, gyvsidabrio lygis nukrenta iki žemesnio lygio.
Gyvsidabris vs. Aneroidas
Mes jau ištyrėme, kaip veikia gyvsidabrio barometrai. Tačiau vienas iš jų naudojimo trūkumų yra tai, kad jie nėra saugiausi daiktai (juk gyvsidabris yra labai nuodingas skystas metalas).
Aneroidiniai barometrai yra plačiau naudojami kaip alternatyva „skystiems“ barometrams. 1884 m. Išrastas prancūzų mokslininko Lucieno Vidi, aneroidinis barometras primena kompasą ar laikrodį. Štai kaip tai veikia: Aneroidinio barometro viduje yra maža lanksti metalinė dėžutė. Kadangi iš šios dėžutės buvo išpumpuotas oras, dėl nedidelių išorinio oro slėgio pokyčių jos metalas plečiasi ir traukiasi. Išsiplėtimo ir susitraukimo judesiai varo mechanines svirtis, kurios viduje juda adata. Kai šie judesiai verčia adatą aukštyn arba žemyn aplink barometro priekinį ratuką, slėgio pokytis lengvai parodomas.
Aneroidiniai barometrai yra dažniausiai naudojami namuose ir mažuose orlaiviuose.
Mobiliųjų telefonų barometrai
Nesvarbu, ar namuose, biure, laive ar lėktuve turite barometrą, yra tikimybė, kad jūsų „iPhone“, „Android“ ar kitame išmaniajame telefone yra įmontuotas skaitmeninis barometras! Skaitmeniniai barometrai veikia kaip aneroidas, išskyrus tai, kad mechaninės dalys yra pakeistos paprastu slėgio jutikliu. Taigi, kodėl jūsų telefone yra šis su oru susijęs jutiklis? Daugelis gamintojų ją įtraukia norėdami pagerinti aukščio matavimus, kuriuos teikia jūsų telefono GPS tarnybos (nes atmosferos slėgis yra tiesiogiai susijęs su aukščiu).
Jei atsitiktų kaip oro geikas, gautumėte papildomą pranašumą, nes galėtumėte dalytis ir siūlyti oro šaltinius slėgio duomenis su daugybe kitų išmaniųjų telefonų vartotojų naudodamiesi jūsų telefono visuomet įjungtu interneto ryšiu ir oro sąlygomis programos.
Milibrai, coliai gyvsidabrio ir paskaliai
Barometrinį slėgį galima nurodyti bet kuriame iš žemiau pateiktų matavimo vienetų:
- Gyvsidabrio colis (inHg) - naudojamas daugiausia JAV.
- Millibarai (mb) - naudojami meteorologų.
- Paskaliai (Pa) - SI slėgio vienetas, naudojamas visame pasaulyje.
- Atmosfera (Atm) - oro slėgis jūros lygyje, esant 59 ° F (15 ° C) temperatūrai.
Konvertuodami tarp jų, naudokite šią formulę: 29,92 inHg = 1,0 Atm = 101325 Pa = 1013,25 mb
Redaguota Tiffany reiškia